DE3813144A1

DE3813144A1 - WORKING PISTON, ESPECIALLY FOR A BRAKE AMPLIFIER

Info

Publication number: DE3813144A1
Application number: DE3813144A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Toepperwien
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1989-11-02
Anticipated expiration: 2008-04-21
Also published as: ES2014067A6; GB8908222D0; US5007329A; FR2630517B1; DE3813144C2; FR2630517A1; JP2848843B2; GB2217428A; JPH0211452A; GB2217428B

Description

Bremskraftverstärker, vielfach auch Bremsgeräte genannt, dienen zur Fußkraftunterstützung beim Betätigen einer Bremse, wobei das Druckgefälle zwischen dem Ansaugrohr des Motors und dem atmosphärischen Außendruck als Kraftquelle ausgenutzt wird. Derartige Bremskraftverstärker sind in dem Bremsenhandbuch der Firma TEVES GmbH, 9. Aufl. (erschienen im Bartsch Verlag, Ottobrunn bei München) auf den S. 88-108 ausführlich beschrie ben. Wie aus der genannten Literaturstelle beispielsweise S. 96, 97 gut zu erkennen, besitzen Bremskraftverstärker u.a. einen im wesentlichen tellerförmigen Arbeitskolben, der mittig in einem sogenannten Steuergehäuse gehalten ist und von diesem in axialer Richtung geführt wird. Der tellerförmige Arbeitskol ben dient zur Abstützung einer Rollmembran, welche den Zylinder in zwei Arbeitskammern unterteilt, die mit unterschiedlichem Druck beaufschlagt werden können und damit zu einer axialen Bewegung des Arbeitskolbens führen.Brake boosters, often called braking devices, serve to assist the foot power when applying a brake, whereby the pressure drop between the intake pipe of the engine and the atmospheric external pressure is used as a source of power. Such brake boosters are in the brake manual TEVES GmbH, 9th edition (published by Bartsch Verlag, Ottobrunn near Munich) on pages 88-108 ben. As from the cited reference, for example Pp. 96, 97 are clearly recognizable, have brake boosters, etc. an essentially plate-shaped piston, the middle is held in a so-called control housing and by this is guided in the axial direction. The plate-shaped working col ben is used to support a rolling membrane, which the cylinder divided into two working chambers, with different Pressure can be applied and thus to an axial Lead movement of the working piston.

Bei den genannten Arbeitskolben besteht das Problem, eine im wesentlichen tellerförmige Kolbenscheibe mittig in einem Führungsgehäuse aus Kunststoff zu lagern, wobei die Kolben scheibe aus Gewichtsgründen so dünn wie möglich gemacht werden soll. Dabei ist andererseits zu beachten, daß auf die Scheibe Gewichtskräfte bis zu einer halben Tonne einwirken können und andererseits der Arbeitskolben eine vielfache Betätigung in beiden Bewegungsrichtungen und damit eine entsprechende Beauf schlagung mit Kräften aushalten soll, ohne Ermüdungserscheinun gen zu zeigen, die zur Zerstörung des Verstärkers führen könnten. The problem with the working pistons mentioned is one in essential plate-shaped piston disc in the middle of one Bear plastic guide housing, with the pistons slice should be made as thin as possible for weight reasons should. On the other hand, it should be noted that on the disc Weight forces can act up to half a ton and on the other hand, the piston in multiple operations both directions of movement and thus a corresponding Beauf endure beating with force, without any signs of fatigue to show conditions that lead to the destruction of the amplifier could.

Hinsichtlich der Lagerung der Kolbenscheibe in dem Führungsge häuse wurde in der älteren Anmeldung P 37 40 691 im Zusammen hang mit den Fig. 1-3 auf S. 9 vorgeschlagen, das innere Ende der Kolbenscheibe im wesentlichen rechtwinklig zur Rollmembran hin gerichtet abzubiegen so daß man einen ringförmigen Innen rand erhält über den sich die Kolbenscheibe in radialer Rich tung an dem steuernden Führungsgehäuse abstützt. In axialer Richtung ist das Innere der Kolbenscheibe durch einen umlaufen den Ansatz gehalten, an dem sich das innere Ende in der von der Membran abgewandten Richtung abstützt. Auf der gegenüberliegen den Seite wird eine axiale Bewegung der Scheibe durch das innere Ende der Rollmembran verhindert, welche in einer ent sprechenden Nut in dem Gehäuse gehalten ist.With regard to the storage of the piston disc in the guide in the earlier application P 37 40 691 together hang suggested with Figs. 1-3 on p. 9, the inner end the piston disc essentially at right angles to the rolling diaphragm turn towards so that you have an annular interior rand receives the piston disc in a radial direction tion is supported on the control guide housing. In axial Direction is the inside of the piston disc encircling one held the approach to the inner end in the of the Support membrane opposite direction. On the opposite The axial movement of the disc is caused by the side prevents inner end of the rolling membrane, which in a ent speaking groove is held in the housing.

Die Erfindung geht daher aus von einem Arbeitskolben der in dem Oberbegriff des Hauptanspruchs aufgeführten Gattung und hat sich zur Aufgabe gestellt, bei einem derartigen Arbeitskolben die mittige Lagerung in einfacher und kostensparender Weise zu verbessern. Dabei soll der erfindungsgemäße Arbeitskolben ins besondere gewichtssparend ausführbar sein.The invention is therefore based on a working piston in the Preamble of the main claim listed genus and has set himself the task in such a piston the central storage in a simple and cost-saving manner improve. The working piston according to the invention should be particularly weight-saving.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kenn zeichnenden Teil des Hauptanspruchs ergebende Merkmalskombina tion gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, das innere Ende der Kolbenscheibe nicht mehr unbewegbar mit dem haltenden Gehäuse zu verbinden sondern der Kolbenscheibe an ihrem inneren Ende eine gewisse Drehbewegung zu gestatten, wobei diese Drehbewegung nicht durch eine Anlagekante des Gehäuses behindert werden soll, die zu örtlichen Ermüdungser scheinungen und damit zu einer Zerstörung der Scheibe führen könnte.The task is inventively characterized by the Characteristic combination resulting in the part of the main claim tion solved. In principle, the invention consists in the fact that inner end of the piston disc is no longer immovable with the holding housing to connect but the piston disc to allow its inner end a certain rotational movement, this rotary movement not by a contact edge of the Housing should be obstructed, leading to local fatigue phenomena and thus lead to the destruction of the pane could.

Einzelheiten hierzu werden im Zusammenhang mit dem Ausführungs beispiel erläutert. Details on this are in connection with the execution example explained.

Für das innere Scheibenende ergibt sich ein besonders einfacher und die Schwenkbewegung gestattender Aufbau durch eine in Anspruch 2 aufgeführte Merkmalskombination.There is a particularly simple one for the inner pane end and the structure permitting the pivoting movement by means of an in Claim 2 listed combination of features.

Um zu verhindern, daß das offene Ende der Wölbung gegen die anliegende Membran arbeitet, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmalskombination nach Anspruch 3. Stellt man durch die Größe des Wölbungsumfangs und die Höhe des die axiale Bewegung der Scheibe hindernden Ansatzes an dem Gehäuse sicher, daß trotz Schwenkbewegung die Scheibe nicht an der oberen Ansatzkante des Gehäuses aufliegen kann, so empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung eine Merkmalskombination nach Anspruch 5.To prevent the open end of the bulge against the adjacent membrane works, is recommended in training the invention a combination of features according to claim 3 one by the size of the bulge and the height of the axial movement of the disc-preventing approach on the housing sure that despite the swiveling movement the disc is not on the upper shoulder of the housing can rest, so recommends a combination of features in a development of the invention according to claim 5.

Durch die Verwendung der Merkmale nach Anspruch 4 erhält man einen besonders leichten Arbeitskolben. Die Festigkeit gegen über einem Ausknicken des Kolbens läßt sich durch eine Merk malskombination nach Anspruch 7 erhöhen.By using the features according to claim 4 one obtains a particularly light working piston. The strength against A notch can be found by kinking the piston Painting combination according to claim 7 increase.

Eine wesentliche Vereinfachung der Montage der Rollmembran läßt sich durch eine Merkmalskombination nach Anspruch 10 erreichen. Diese Kombination erlaubt gleichzeitig auch eine Verstärkung des Gehäuses in einem kritischen Bereich durch Verwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 11.A significant simplification of the assembly of the rolling membrane leaves achieve themselves through a combination of features according to claim 10. This combination also allows reinforcement of the housing in a critical area by using the Combination of features according to claim 11.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:An embodiment of the invention is described below the drawing explained. It shows:

Fig. 1 eine vorgeschlagene Ausführungsform an der die zu lösende Aufgabe erläutert wird und Fig. 1 shows a proposed embodiment on which the problem to be solved is explained and

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 2 shows an embodiment of the invention.

Fig. 3 eine gegen Fig. 2 abgeänderte Ausführungsform in herausgebrochener Darstellung. Fig. 3 shows a modified version of FIG. 2 in broken representation.

In Fig. 1 ist in geschnittener Darstellung ein aus einem Brems verstärker herausgebrochenes Teil dargestellt. Man erkennt einen Teil des Gehäuses 1, welches in einer umlaufenden Nut 8 in an sich bekannter Weise das umlaufende innere Ende einer Rollmembran 2 hält. Die Rollmembran stützt sich in Richtung des Kraftpfeils F an einer Kolbenscheibe 3 ab, die einen abgewin kelten Innenrand 9 besitzt, der auf einer ringförmigen Auflage fläche des Gehäuses sich in radialer Richtung abstützt. Die axiale Bewegung der Kolbenscheibe 3 in Richtung des Kraftpfeils F wird durch einen umlaufenden Ansatz 5 des Gehäuses 1 verhin dert, so daß durch die Wirkung der flächig auf der Scheibe 3 verteilten Kraft F das Gehäuse in Pfeilrichtung mitgenommen wird. Untersuchungen haben allerdings gezeigt, daß im Bereich der oberen Kante des Ansatzes 5 die Kraft F durch ihre Hebelbe wegung zu Ermüdungserscheinungen in der Kolbenscheibe 3 führt, so daß sich hier eine ringförmige Bruchzone 6 ergeben kann.In Fig. 1 a broken out of a brake amplifier part is shown in section. A part of the housing 1 can be seen , which holds the circumferential inner end of a rolling membrane 2 in a circumferential groove 8 in a manner known per se. The rolling diaphragm is supported in the direction of the force arrow F on a piston disc 3 , which has an angled inner edge 9 , which is supported on an annular support surface of the housing in the radial direction. The axial movement of the piston disk 3 in the direction of the force arrow F is prevented by a peripheral projection 5 of the housing 1 , so that the housing is carried in the direction of the arrow by the effect of the force F distributed flatly on the disk 3 . Studies have shown, however, that in the area of the upper edge of the extension 5 the force F leads to fatigue in the piston disc 3 due to its lever movement, so that an annular fracture zone 6 can result here.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Bruchzone zu vermeiden.The object of the invention is to provide such a fracture zone avoid.

Dies geschieht nach der Erfindung durch eine Ausführung des Kolbens entsprechend Fig. 2.According to the invention, this is done by designing the piston according to FIG. 2.

In Fig. 2 werden für einander entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet, wobei aller dings gegenüber Fig. 1 die Rollmembran 2 nicht eingezeichnet wurde. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, stützt sich nunmehr die Kolbenscheibe 3 nicht mehr durch einen Innenrand am Gehäuse 1 ab, sondern mittels einer im wesentlichen kreisförmigen Wölbung 10. Hierdurch ergibt sich in radialer Richtung eine schmale ringförmige Auflagefläche 12 auf dem Gehäuse 1 und in axialer Richtung ebenfalls eine schmale ringförmige Auflagefläche 11 an dem Ansatz 5 des Gehäuses. Dabei werden hinsichtlich des Gehäuses in radialer und axialer Richtung verlaufende Schnitt flächen vorausgesetzt, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind. Die abstützende Kontur des Gehäuses 1 kann aber auch gegenüber der gewölbten Kontur der Wölbung 10 der Scheibe 3 angepaßt sein, so daß hier eine bessere Kraftverteilung erreicht wird, ohne die erwünschte Schwenkbarkeit der Scheibe in Richtung des Pfeiles F um die Auflagefläche herum zu verhindern. Wie man leicht erkennt, wird in Fig. 2 bei einem derartigen Schwenken eine örtliche Belastung der Scheibe 3 in Höhe einer Zone 6 (Fig. 1) vermieden, da die Scheibe nunmehr nicht mehr in radialer Rich tung fest an dem Ansatz 5 anliegt.In FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 1 are used for corresponding components, although the rolling membrane 2 has not been drawn in compared to FIG. 1. As can be seen from FIG. 2, the piston disc 3 is no longer supported by an inner edge on the housing 1 , but by means of an essentially circular curvature 10 . This results in a narrow annular bearing surface 12 on the housing 1 in the radial direction and also a narrow annular bearing surface 11 on the shoulder 5 of the housing in the axial direction. Here, with respect to the housing in the radial and axial direction, cut areas are assumed, as shown in FIG. 2. The supporting contour of the housing 1 can also be adapted to the curved contour of the curvature 10 of the disc 3 , so that a better force distribution is achieved here, without preventing the desired pivotability of the disc in the direction of arrow F around the bearing surface. As can be easily seen, in FIG. 2 such a pivoting prevents a local loading of the disk 3 at the level of a zone 6 ( FIG. 1), since the disk is no longer in tight contact with the attachment 5 in the radial direction.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen, kann die Wölbung auch in umgekehr ter Richtung vorgenommen werden, so daß das offene Ende der Wölbung zu der Membran weist. In diesem Falle muß nur sicherge stellt werden, daß das offene Ende der Wölbung nicht gegen die Membran arbeitet und daß gleichzeitig nicht die obere Kante des Ansatzes 5 beim Schwenken infolge der Kraft F örtlich an der Scheibe 3 angreifen und damit zu einer ringförmigen Belastung führen kann.As can be seen from Fig. 3, the curvature can also be made in the opposite direction, so that the open end of the curvature faces the membrane. In this case, it is only necessary to ensure that the open end of the bulge does not work against the membrane and that, at the same time, the upper edge of the extension 5 does not engage locally on the disk 3 when pivoting as a result of the force F and can thus lead to an annular load .

Unabhängig von der Lage der Öffnung der Wölbung muß diese nicht die Form eines Teilkreises haben, sondern kann auch in anderer Weise geeignet abgerundet sein, beispielsweise in Form einer Elypse. Des weiteren kann auch der Kreis der Wölbung 10 geschlossen sein oder mehr als ein 1/4 geöffnet solange nur sichergestellt ist, daß bei einer Schwenkbewegung das offene Ende der Wölbung 10 parallel zur Anlagefläche des Ansatzes 5 liegt, wenn das offene Ende der Wölbung dem Ansatz zugewandt ist. Eine weitergehende Öffnung der Wölbung ist noch dann mög lich, wenn das offene Wölbungsende in Richtung zur Membran weist.Regardless of the position of the opening of the curvature, it does not have to have the shape of a partial circle, but can also be suitably rounded in another way, for example in the form of an ellipse. Furthermore, the circle of the curvature 10 can be closed or more than a 1/4 opened as long as it is only ensured that the open end of the curvature 10 is parallel to the contact surface of the projection 5 when the open end of the curvature approaches the approach is facing. A further opening of the curvature is still possible when the open curvature end points towards the membrane.

Eine erhebliche Vereinfachung für die Montage der Rollmembran 2 gem. Fig. 1 ergibt sich dadurch, daß das in die Nut 8 eingefüg te Ende an der Unterkante angefast wird, wobei der Winkel etwa 45° betragen kann. Legt man die Anfasung zum tellerkolbenseiti gen Ende der Membran hin, so kann auch innerhalb der Nut 8 des Gehäuses 1 ein entsprechender umlaufender Ansatz 14 vorgesehen sein, der in seiner Kontur der Anfasung der Rollmembran 2 ent spricht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, trägt dieser umlaufende mit dem Gehäuse einstückig verbundene Ansatz 14 wesentlich zu einer Verstärkung des Gehäuses in einem durch Zug- und Biegebe anspruchung kritischen Bereich bei. Die umlaufende Sicke 4 trägt zu einer Festigung der Kolbenscheibe 3 bei, die vorzugs weise aus einem leichten Metall wie Aluminium gefertigt werden kann oder aber auch durch Stahlblech mit entsprechend gerin gerer Stärke hergestellt wird. A considerable simplification for the assembly of the rolling membrane 2 acc. Fig. 1 results from the fact that the end inserted in the groove 8 is chamfered at the lower edge, the angle can be approximately 45 °. If you put the chamfer to the end of the membrane tellerkolbenseiti gene, a corresponding circumferential approach 14 can be provided within the groove 8 of the housing 1 , the contour of the chamfer of the rolling membrane 2 speaks ent. As can be seen from FIG. 2, this circumferential projection 14, which is connected in one piece to the housing, contributes significantly to strengthening the housing in a region critical by tensile and bending stress. The circumferential bead 4 contributes to a consolidation of the piston disc 3 , which can preferably be made of a light metal such as aluminum or is also produced by steel sheet with a correspondingly lower strength.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Gehäuse
2 Rollmembran
3 Kolbenscheibe
4 Sicke
5 Ansatz
7 Kraftspiel
8 Nut
9 Innenrand
10 Wölbung
11 Auflagefläche
12 Auflagefläche 1 housing
2 roll membrane
3 piston disc
4 beads
5 approach
7 power game
8 groove
9 inner edge
10 curvature
11 contact surface
12 contact surface

Claims

1. Working piston, in particular for a brake booster, in which an essentially plate-shaped piston disc ( 3 ) is held centrally by a plastic guide housing ( 1 ) and is guided axially in a working cylinder and in which one seals on its outer circumference on the inner wall of the working cylinder fixed and mainly covering the piston surface roller membrane ( 2 ) near the central attachment of the disc ( 3 ) is held in a groove ( 8 ) in the guide housing ( 1 ), characterized in that the piston disc ( 3 ) has a circumferential curvature ( 10 ) with which it rests on a corresponding support surface ( 11 , 12 ) on the guide housing ( 1 ).

2. Working piston according to claim 1, characterized in that the curvature ( 10 ) shown in section gives approximately the shape of a 3/4 closed circle.

3. Working piston according to claim 1 or 2, characterized in that the annular curvature of the adjacent membrane ( 2 ) is bent away.

4. Working piston according to claim 1 or 2, characterized records that the annular curvature to the membrane is bent.

5. Working piston according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the plate piston Aluminum is formed.

6. Working piston according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plate piston ( 3 ) has in its outer region an annular circumferential, facing away from the membrane surrounding bead ( 4 ).

7. Working piston according to one of claims 1 to 6, characterized in that the circumferential curvature ( 10 ) in the axial direction on a radial projection ( 5 ) on the guide housing ( 1 ) and in the radial direction on an annular bearing surface ( 12 ) of the guide housing ( 1 ) is present.

8. Working piston according to one of claims 1 to 7, characterized in that near the bearing surface ( 12 ) of the plate piston in the guide housing ( 1 ) a circumferential groove ( 8 ) is provided in which the annular end of the roller membrane is held.

9. Working piston according to claim 8, characterized in that the inner end of the rolling membrane ( 2 ) to the plate piston ( 3 ) has a circumferential, approximately 45 ° inclined chamfer.

10. Piston according to claim 9, characterized in that the shape of the groove ( 8 ) is adapted to the chamfered shape of the inner membrane edge and thus the diameter has a pentagonal shape.